Condiciones para la construcción de invernaderos

A medida que va pasando el tiempo, gradualmente, se ha ido produciendo un progreso con respecto a los invernaderos. Se ha pasado de los invernaderos comunes del tipo parral, con poca altura y materiales básicos de poca calidad a la gran variedad de construcción de invernaderos que hay en estos días.



El invernadero es una estructura cuyo fin es buscar el clima ideal con respecto al clima que lo rodea, para que las especies que son cultivadas en su interior puedan desarrollarse y crecer de la misma manera que lo harían en un cultivo al aire libre. Para ello se almacena una gran cantidad de aire en su interior con la mayor hermeticidad que sea posible para así lograr un mayor control climático y también podremos reducir al máximo la posibilidad de plagas y enfermedades. Para lograr que la hermeticidad que necesitamos debemos emplear materiales de construcción tales como para el montaje del invernadero, que sean lo más resistente posible ya que esto posee varias ventajas de las cuales una de ellas es que no permite que los insectos beneficios se tomen provecho del cultivo y además con esos mismo materiales podremos también realizar la construcción de un almacén, oficina, etc.

La construcción de invernaderos debe cumplir una serie de condiciones para que se lleve a cabo. La primera de ellas es replantearse todos los planos realizados en el terreno señalado donde realizaremos el montaje y el lugar especifico de donde irán instalados los postes que lo sostienen. Una vez que los planos sean estudiados en profundidad realizaremos con una perforadora los hoyos donde se alojaran dichos postes. Los hoyos deben tener una profundidad de al menos 1,2 – 1,5 mts, y un diámetro que va a variar dependiendo del tipo de invernadero que queramos instalar. Posteriormente los postes serán introducidos en los hoyos correspondientes y luego, para su mayor fijación, debemos rellenarlos con hormigón. Una vez que tengamos los postes instalados podremos pasar a la colocación de todo el resto del invernadero; los arcos, el emparrillado, las canillas y por ultimo es importante que realicemos una nivelación del terreno. Actualmente el montaje de invernaderos presenta dos sistemas para sostener el plástico y la estructura contra las lluvias y las acciones del viento de una manera más firme; una es la Contrazapata con refuerzo lateral y la otra es la cerca con refuerzo frontal. Los materiales para cualquiera de los dos sistemas son los mismos: acero unido por tornillos de acero ya que presentan una resistencia que otros materiales no la tienen.




Materiales y accesorios para invernaderos

Cuando la construcción del invernadero esté terminada ya podremos empezar a preparar el suelo para realizar las plantaciones que deseamos. Para ello, se debe colocar una capa de abono puro, en lo posible que sea de oveja, homogéneamente sobre el terreno en una dosis de más o menos 50 toneladas por cada hectárea que estará plantada y debe ser de unos 2 cm de espesor, aproximadamente. Encima del abono aplicaremos una capa de arena granulada comprendida entre 2 y 6 mm de diámetro Y con un espesor de 10 cm esparcidos por la parcela. Para diámetros que sean mucho menores esta arena perderá su capacidad de aislamiento y va a provocar el descenso del agua y su pronta evaporación. La ventilación dentro de un invernadero es el factor que mas influye el desarrollo del cultivo en su interior. Suele realizarse por medio de ventanas que poseen un sistema de apertura mediante ejes de tubos fabricados con acero que actúan como barras de mando y cierres que accionan y a su vez soportan la ventana. Esto produce que las ventanas puedan abrirse desde el canalón de medio arco o desde la cumbrera.

Cuando se trata de la construcción de un invernadero múltiple generalmente la ventilación es alterna. Consiste en aperturas por medio del sistema que explicamos antes: Una ventana cenital dentro de un túnel y en el siguiente no. De todas maneras existen varios tipos diferentes de ventilación. Las puertas es otro de los accesorios más importantes que necesitamos a la hora de llevar a cabo el montaje de un invernadero. En los diseños actuales se están instalando unas puertas dobles que facilitan mucho la entrada de vehículos y a su vez, el material por el que están construidas, evita que los insectos y plagas puedan instalarse en el cultivo. Tanto la puerta interior como la exterior poseen un sistema de apertura que facilita enormemente el trabajo a los operarios. Las puertas exteriores van montadas sobre carriles, ya que son más pesadas y totalmente herméticas, y tienen un sistema por el cual los trabajadores pueden ingresar abriéndose solo una pequeña parte de la puerta. En el caso de que algún vehículo pesado deba entrar en el invernadero la puerta exterior se abrirá por completo.

Pequeños invernaderos para el cultivo de flores



Son muchas las flores que sufren al ser cultivadas en climas fríos, eso suele derivar en que no florezcan en la época que debieran o que sus colores no alcancen la belleza y la intensidad esperadas, si tenemos interés en cultivar flores delicadas en nuestro jardín con garantía de éxito, necesitaremos algún tipo de invernadero que proporcione a las plantas la protección necesaria.


Incluso en los jardines pequeños, el cultivo de flores es perfectamente posible puesto que hay en el mercado invernaderos de todos los tamaños, incluso existen modelos de dimensiones reducidas para cultivo de unos cuantos macizos de flores en un jardín por pequeño que sea, tanto en macetas como directamente sobre él.

Este tipo de invernaderos de pequeñas dimensiones están pensados para una instalación rápida y sencilla y para poder ser desmontados también de forma cómoda, se trata de invernaderos que se colocan de forma ocasional, para cultivos temporales, puesto que si disponemos de espacio suficiente y vamos a cultivar con frecuencia, podemos optar por un modelo más grande y de instalación fija.




Pequeños invernaderos de jardin

Los que vemos en las imágenes de este artículo los comercializan en Yardiac, junto con otros muchos modelos de invernaderos de mayores dimensiones con estructuras fabricadas en materiales diversos, principalmente madera o metal, venden también estos mini invernaderos que pueden servir de “casa” ocasional para el cultivo de plantas, que se protegerán así de las heladas y otras inclemencias del tiempo.

Desde luego para los aficionados al jardín, no sólo como un lugar para el relax, sino como un espacio donde plantar, cuidar y cultivar especies diversas de plantas, tanto ormamentales como de huerto, es decir donde dedicarse a la jardinería, este tipo de invernadero supone una ayuda estupenda para lograr un crecimiento óptimo de los vegetales que cultivemos.

Nueva Web de Mosca Blanca

Me parece interesante comentar que ha sido creada la web

www.moscablanca.com

por medio de la cual se pretende crear un punto de unión de agricultores, personas/empresas relacionadas con el sector para compartir información.

Felicitaciones y éxito.

Oportunidades tecnológicas en la agricultura bajo plástico



Oportunidades, amenazas y retos

La agricultura bajo plástico se enfrenta a una serie de oportunidades:

• Nuevos mercados, como los que se abren con la ampliación de la Unión Europea.
• La evolución de los hábitos de consumo de vegetales hacia productos más elaborados o específicos para determinados segmentos de población: consumidores vegetarianos, productos étnicos, etc.
• La utilización de invernaderos plásticos para nuevas aplicaciones, como pueden ser la acuicultura, la producción de energía o la desalación de agua.
• La obtención de ingresos suplementarios por los bonos de captación de CO2.

Las amenazas que acechan son:

• La desaparición de barreras proteccionistas del mercado a principios de la próxima década.
• La competencia de países con menores costes de mano de obra, como pueden ser Marruecos o Turquía.

Los retos pendientes son:

• La sostenibilidad medioambiental, que conlleva la necesidad de reducir los consumos de energía y agua y la generación de residuos, así como de aumentar el uso de recursos renovables: energía eólica, solar, geotérmica, biomasa, etc.

• La sostenibilidad social, con la consecuente necesidad de mejorar las condiciones laborales de los trabajadores de los invernaderos.


A todos ellos se puede responder mediante desarrollos tecnológicos que permitan mejorar la cantidad, calidad y época de producción de las cosechas con menor uso de energía y agua no renovables, menores necesidades de agroquímicos y de mano de obra no cualificada. Estas tecnologías se pueden clasificar en tres grupos:


• Nuevos materiales para cubiertas, estructuras y sustratos.

• Sistemas electro-mecánicos para automatización de tareas, mejora de la climatización (calor, frío, fertilización carbónica, iluminación artificial) y fertirrigación.

• Sistemas biológicos auxiliares para polinización y lucha integrada.

Nuevos materiales: la cubierta

Las oportunidades tecnológicas en materiales plásticos para la cubierta de invernaderos pasan por el desarrollo y utilización de nuevas cubiertas que permitan una mayor productividad y un mejor control del clima del invernadero para poder obtener las cosechas en las épocas más ventajosas económicamente (precocidad, producción tardía, calidad, etc.) Así mismo, será necesario que los materiales de cubierta se adapten a los nuevos desarrollos que se están produciendo en estructuras (invernaderos con cubierta móvil) o en sistemas de cultivo (producción integrada).

Existen diversos tipos de filmes:

• Filmes con bloqueo ultravioleta (UV) (antiplagas): Este tipo de filmes fotoselectivos protegen los cultivos de diferentes enfermedades y plagas, por lo que se conocen como filmes antiplagas, antivirus o antibotrytis, lo que permite una menor utilización de pesticidas químicos. Hasta ahora su uso ha estado limitado debido a la percepción por parte de los usuarios de que pueden interferir en la actividad de los polinizadores. Dado que estudios recientes han demostrado que esta interferencia no existe o es fácilmente evitable, es probable que su uso se extienda en los próximos años. Habrá que estudiar también el efecto que este tipo de cubiertas tiene sobre la actividad de la fauna auxiliar en los invernaderos que realizan lucha integrada.

• Filmes con bloqueo en el infrarrojo cercano (Near Infrared Radiation, NIR) (antitérmicos): Son también filmes fotoselectivos que bloquean, en este caso, la radiación infrarroja cercana al visible del espectro solar, evitando el sobrecalentamiento diurno del invernadero y permitiendo cultivos en zonas tropicales o desérticas o en épocas calurosas en otras zonas, donde eran antieconómicos con otras tecnologías. Este tipo de cubiertas será sin duda un buen complemento a otras técnicas de refrigeración, como el encalado, la nebulización, etc. Será necesario desarrollar cubiertas específicas para diferentes climas y cultivos, ya que tanto el bloqueo NIR como la reducción en la transmisión PAR (Photosynthetic Active Radiation, 400-700 nanómetros) que a veces lleva asociada, deben ser ajustadas a las condiciones climáticas locales.

• Filmes fluorescentes: Modifican la calidad de la luz solar, en cuanto a su distribución espectral, en la parte ultravioleta y visible del espectro, absorbiendo longitudes de onda poco útiles para la planta (ultravioleta y verde) y emitiéndola en otras más aprovechables para la fotosíntesis (azul y roja), con lo que se conseguirían aumentos de producción y mejora de la calidad de la cosecha. Hasta ahora se ha observado que los efectos de este tipo de cubiertas no son universales sobre todos los cultivos, sino que tanto la producción como la morfología de los cultivos (longitud de tallo, número de flores, etc.) dependen del cultivo, incluso de la variedad cultivada. Por tanto, será necesario más esfuerzo de desarrollo y adaptación de las características de emisión de estas cubiertas a cultivos y zonas específicos.

Filmes ultratérmicos: Presentan una opacidad excepcional a la parte infrarroja del espectro de emisión de la tierra, manteniendo la temperatura del invernadero durante la noche y permitiendo ahorros importantes (10-30%) en el uso de la calefacción. Permiten, por tanto, cultivos en zonas frías, donde con otros materiales de cubierta no serían rentables; es previsible que su uso se vaya incrementando a medida que sus características vayan siendo conocidas por los agricultores y que se extienda el uso de la calefacción en los invernaderos españoles. En general, los materiales para cubierta de invernadero, tanto filmes como placas rígidas y mallas, están sujetos a la degradación de sus propiedades debido a los factores ambientales (luz, calor, pesticidas, etc.), por lo que es necesario evaluar y, en lo posible, adelantar, sus propiedades en función del tiempo. Esto se realiza por medio de ensayos de envejecimiento natural y acelerado. Los métodos tradicionales de envejecimiento acelerado poseen factores de aceleración reducidos y limitaciones importantes a la hora de reproducir las condiciones reales de campo. El desarrollo de nuevos sistemas experimentales, que permitan acortar estos los tiempos de ensayo, es una necesidad en la industria del sector.




Estructura de los invernaderos

En las estructuras de los invernaderos que se construyen en la actualidad se combinan madera y alambre, en las estructuras más antiguas, y elementos metálicos en las más modernas. Estos materiales satisfacen los requisitos básicos de la aplicación, con costes razonables, por lo que no es previsible que sean desplazados por otros nuevos materiales a corto plazo.

Donde sí puede haber novedades es en los tipos de estructuras utilizadas. Así, la necesidad de mejorar el control climático de los invernaderos llevará probablemente a un mayor uso de estructuras con buena ventilación y que permitan el uso alternativo de varios tipos de cubiertas o de materiales de sombreo —cubiertas móviles, sistemas de apertura total de la cubierta, etc.— y, al mismo tiempo, que mejoren la hermeticidad y el aislamiento térmico en las épocas en las que sea necesaria la climatización artificial o la fertilización carbónica (técnica consistente en enriquecer con CO2 para favorecer la fotosíntesis). La tendencia va por utilizar estructuras con una mejor ventilación, lo que se logra con el aumento de la altura, el incremento del número y la sección de las ventanas, y por la optimización de su colocación y sistema de apertura, así como el uso de elementos deflectores de las corrientes de aire que permitan optimizar las condiciones ambientales a la altura de las plantas. Una herramienta que permite optimizar estos recursos y mejorar el diseño de estructuras es la dinámica computacional de fluidos (Computational Fluid Dynamics, CFD), que cada vez más grupos de investigación y empresas fabricantes de estructuras están utilizando para esta aplicación.

Se detecta una tendencia, aún incipiente, a incrementar el porcentaje de superficie cultivada dentro del invernadero

También se detecta una tendencia, aún incipiente, a incrementar el porcentaje de superficie cultivada dentro del invernadero, ya sea reduciendo pasillos (cultivos en alto), cultivando de forma apilada cuando el cultivo lo permite, aprovechando la superficie/volumen que queda debajo del cultivo principal para realizar otro cultivo (acuicultura), mediante aeroponía (cultivos en aire) o presoponía (plantas sin raíces).



La necesidad de mejorar el control climático de los invernaderos llevará probablemente a un mayor uso de estructuras con buena ventilación y que permitan el uso alternativo de varios tipos de cubiertas o de materiales de sombreo.

Los sustratos


Los cultivos en sustrato tienen varias ventajas sobre el cultivo en suelo: reducen la incidencia de enfermedades, facilitan la recogida y recirculación del agua lixiviada y ofrecen un buen rendimiento económico (mayor producción y precocidad). Por el contrario, presentan algunos inconvenientes: mayor coste de instalación, requerimiento de un nivel tecnológico más alto y escasa inercia del sistema.

Otra desventaja que hay que destacar son los residuos de estos sustratos, cuyo reciclado depende del tipo de sustrato, pero que en general es difícil. Los materiales utilizados como sustratos deben tener una serie de características:

• Propiedades físicas, como alta porosidad, retención y disponibilidad de agua y aireación.

• Propiedades químicas: deben estar libres de sustancias tóxicas, como metales pesados, y deben ser químicamente inertes, algo que no cumplen los materiales orgánicos.

• Propiedades biológicas: deben ser de baja biodegradabilidad, algo que cumplen los materiales inorgánicos y los orgánicos con una relación carbono/nitrógeno entre 20 y 40.

La tendencia a incrementar el cultivo sobre sustrato se mantendrá en los próximos años y los materiales fácilmente reciclables irán desplazando a aquellos que no lo son, como la perlita (mineral de origen volcánico formado principalmente por silicatos) o la lana de roca (lana mineral fabricada a partir de rocas basálticas).1 Se están probando diferentes alternativas, que van desde materiales de origen natural como cáscara de arroz, fibra de coco, orujo de uva o Poseidonia oceanica, hasta sintéticos como espumas de poliuretano, aunque ninguna de ellas se ha implantado de forma extensiva hasta el momento. El cultivo hidropónico puro, sin sustrato, también puede ser una alternativa, aunque exige un sistema de control más sofisticado.

Sistemas electromagnéticos: la mecanización


Hay dos lecciones que se pueden trasladar de los procesos de producción industrial a los procesos de producción en invernadero a fin de mejorar la eficiencia y la velocidad de producción, la calidad de los productos y las condiciones de trabajo:

• Los trabajadores se han dotado de herramientas mecánicas para su trabajo o la mano de obra ha sido sustituida por máquinas.

• El producto (coche, televisión o planta) se mueve a través de una cinta transportadora hasta el puesto de trabajo, donde el trabajador tiene una o un número reducido de tareas que ejecutar, en un ambiente limpio y bien organizado.

Existen dos niveles de mecanización que se pueden aplicar a las tareas de un invernadero, que se suelen denominar automatización industrial y robótica o mecanización de alta tecnología, aunque, en la práctica, la frontera entre ellos suele ser difusa. La primera se caracteriza porque:

• Reemplaza a las actividades humanas en tareas simples.

• No tiene mucha flexibilidad en cuanto a las tareas que debe realizar, productos manejables o ambiente en el que se desenvuelve.

• Utiliza pocos sensores.

• No presenta comportamiento «inteligente» (adaptable a distintas situaciones o contingencias).

• Es normalmente un sistema puramente mecánico.

En los invernaderos se pueden encontrar máquinas basadas en soluciones mecánicas capaces de realizar la misma tarea una y otra vez

En los invernaderos se pueden encontrar máquinas basadas en soluciones mecánicas capaces de realizar la misma tarea una y otra vez; máquinas para la siembra, el trasplante, el injerto, la aplicación de pesticidas, clasificación y envasado. La segunda se caracteriza porque:

• Es capaz de realizar más de una tarea y su sistema es reprogramable.

• Es flexible respecto a los productos a manejar o el ambiente en el que se trabaja.

• Usa muchos sensores tecnológicamente más avanzados (tratamiento de imágenes, espectrofotómetros, etc.).

• Presenta comportamiento «inteligente» (adaptable a distintas situaciones o contingencias).

• Está basado en una combinación de mecánica y electrónica.

La robotización o automatización de alta tecnología es prácticamente inexistente en los invernaderos españoles y empieza a aparecer en países más avanzados, como Holanda. El concepto de mover la planta hasta el trabajador, y no al contrario, se utiliza en Holanda desde hace algunos años para plantas cultivadas en maceta y presenta una serie de ventajas:

• Reduce el coste de la mano de obra.

• Optimiza el aprovechamiento del espacio del invernadero.

• Aumenta la eficiencia en el procesado de la cosecha y reduce las emisiones.

• Mejora las condiciones de trabajo (temperatura, humedad, luz), ya que se pueden adaptar a las óptimas para el trabajador.

• Facilita la monitorización y la trazabilidad durante la producción para asegurar la calidad y la seguridad de los productos.

• Facilita la automatización de tareas.

Algunos ejemplos de tareas automatizables son los siguientes:

• Siembra.

• Injerto.

• Trasplante.

• Sistemas de cultivo móviles.

• Aplicación de pesticidas.

• Entutorado (colocación de un sostén a las hortalizas de tallos, trepadores o rastreros, para impedir su contacto con el suelo, favorecer la aireación e iluminación de la planta y las labores de riego, escarda, recolección, etc.).

• Cosechado de plantas de hoja.

• Cosechado de plantas de fruto.

• Cosechado de flores.

• Deshojado.

• Clasificación de hortalizas.

• Clasificación de flores.

• Envasado.

Especialmente las primeras fases del ciclo de cultivo (producción de plantones y trasplante) y las últimas (clasificación y envasado, y en menor medida la cosecha) se pueden mecanizar. Por el contrario, las fases intermedias, de mantenimiento del cultivo, son más difícilmente mecanizables. Normalmente las tareas más sencillas se mecanizan siguiendo los principios de la automatización industrial. Las fases que no son mecanizables requieren alguna habilidad humana especial o, en otras palabras, son difíciles para las personas. Son tareas que exigen el procesado de mucha información sobre el tamaño, forma, color y posición y una coordinación «ojo-mano» rápida y precisa. La mayor parte de las tareas de mantenimiento, así como algunas etapas de la clasificación y envasado, pertenecen a esta categoría.

En el futuro próximo, cabe esperar que la maquinaria existente se mejore para desarrollar su trabajo con mayor velocidad y eficacia. Estos avances se basarán principalmente en los que se produzcan en la automatización industrial. Por otro lado, cabe esperar que una nueva generación de máquinas vaya reemplazando a las personas en tareas cada vez más complejas. La existencia, en fase comercial o de desarrollo, de robots para el injerto, el cosechado de rosas o fresas y el deshojado del tomate anuncian cambios en ese sentido. Sin embargo, este tipo de innovaciones suele demorarse entre cinco y diez años, desde que surge la idea inicial hasta que llega al mercado. Por tanto, no es de esperar un cambio revolucionario en los próximos años, salvo que se den circunstancias no previstas, como una escasez de mano de obra.

La climatización


La utilización de sistemas de climatización activa es aún escasa en España. Sin embargo, estos sistemas permiten manejar el cultivo de forma que se pueda optimizar el rendimiento económico, tanto en cuanto a la obtención de cosechas en épocas de mayor valor como a la mejora de la calidad. En ocasiones, no disponer de calefacción puede suponer la pérdida completa de un cultivo en caso de helada. Los métodos utilizados actualmente para calentar invernaderos suelen estar basados en una fuente energética activa de origen fósil, gasoil o gases licuados del petróleo (propano).

La calefacción puede ser aportada calentando el aire del invernadero o a través de tuberías de agua caliente instaladas a nivel del cultivo. En la calefacción se emplea aire caliente para elevar la temperatura de los invernaderos. La calefacción por aire caliente consiste en hacer pasar aire a través de focos caloríficos y luego impulsarlo dentro de la atmósfera del invernadero. Existen dos sistemas:

• Generadores de combustión directa. Calientan la corriente de aire que se introduce en el invernadero vertiendo en ella los productos de combustión. La mayoría de los modelos utilizados en invernaderos toma del interior el aire para la combustión, aunque otros modelos permiten una entrada de aire exterior para reducir la concentración de CO y CO2. El rendimiento de estos equipos es total (100%), ya que todo el calor se introduce en el invernadero. Por el contrario, sólo pueden utilizarse con propano o gas natural y no con gasóleo, debido a los compuestos azufrados que origina este último.

• Generadores con intercambiador de calor o indirectos. La corriente de aire que se introduce en el invernadero no pasa a través de la cámara de combustión, sino que se calienta en un intercambiador de calor. Los productos de combustión se evacuan al exterior por una chimenea, lo que da lugar a pérdida de energía.

Los generadores de aire caliente pueden instalarse dentro o fuera del invernadero, en cuyo caso hay que conducir el aire caliente

Los generadores de aire caliente pueden instalarse dentro o fuera del invernadero, en cuyo caso hay que conducir el aire caliente. Dentro del invernadero se pueden instalar conductos de chapa o plástico perforados para distribuir el aire homogéneamente, o colocar varios generadores de menor potencia. También se pueden colocar pequeños ventiladores (recirculadores) dentro del invernadero para homogeneizar la temperatura.

Normalmente el combustible empleado es gasoil o propano, y los equipos están dotados de un sistema eléctrico de encendido con accionamiento a través de un termostato. Los sistemas de calefacción por aire caliente tienen las ventajas de su menor inversión económica, mayor versatilidad, rápida respuesta y capacidad de disminuir la humedad ambiental, facilitando el control de enfermedades.

Como inconvenientes pueden citarse los siguientes:

• Proporcionan una deficiente distribución del calor, creando a veces turbulencias internas que ocasionan pérdidas caloríficas (menor inercia térmica y uniformidad).

• Su coste de funcionamiento es elevado y, si se averían, la temperatura desciende rápidamente.

• Su inercia térmica es limitada.

Los sistemas de distribución de calor por agua caliente se basan en tuberías que pueden estar instaladas a nivel del cultivo, enterradas o en las banquetas (soportes sobre los que se asientan los sustratos). Las características del sistema de agua caliente que más destacan, son:

• Al estar el calor aplicado en la base, la temperatura del aire del invernadero es mucho más uniforme en comparación con la calefacción tradicional por tubo caliente colgado del techo.

• Son más eficientes que los sistemas de aire. El consumo de energía es, en general, inferior.

• Los costes de instalación son elevados. Los sistemas de baja temperatura (30 y 40 °C) tienen las siguientes características particulares:

• Son susceptibles de aprovechar el calor residual industrial de cogeneración u otro proceso industrial y energía solar a baja temperatura.

• Se pueden usar materiales económicos como el polietileno en lugar de tuberías más caras de acero o aluminio. En general los sistemas de calefacción de suelo representan un ahorro de energía.

Para producir el agua caliente se emplean habitualmente calderas de gasóleo, propano y, a veces, gas natural, aunque la tendencia es ir sustituyendo los combustibles fósiles por energías renovables. En los invernaderos con mayor grado de tecnificación, tanto las calderas como los generadores de aire caliente pueden ser reemplazados por bombas de calor accionadas con propano o gas natural, más eficientes y capaces, además, de proporcionar refrigeración, si bien sus costes de instalación son notablemente superiores.



La utilización de sistemas de climatización activa es aún escasa en España, sin embargo, estos sistemas permiten manejar el cultivo de forma que se pueda optimizar el rendimiento económico.

Pantallas térmicas

Se puede definir una pantalla como un elemento que, extendido a modo de cubierta sobre los cultivos, tiene como principal función proporcionar sombra y/o retener el calor.

El uso de pantallas térmicas consigue incrementos pro ductivos de hasta un 30%, gracias a la capacidad de mantener durante la noche el calor recogido durante el día. Las pantallas también son útiles como doble cubierta que impide el goteo directo de la condensación de agua sobre las plantas en épocas de excesiva humedad. Así las pantallas térmicas se pueden emplear para distintos fines:

• Protección exterior contra:

– el exceso de radiación directa sobre las plantas;

– el exceso de temperatura;

– secundariamente, contra viento, granizo, pájaros, etcétera.

• Protección interior:

– protección térmica, ahorro energético;

– secundariamente, humedad ambiental y condensación.

Existen distintos tipos de pantallas, si bien la mayoría presenta una base tejida con hilos sintéticos y láminas de aluminio. También existen pantallas en las que se tejen directamente las láminas del material reflectante entre sí o con otro tipo de lámina plástica (poliéster, polipropileno, etc.). La composición, disposición y grosor de los elementos es variable, ofreciendo distintas características de transmisión de luz visible y retención del calor, que permiten adecuar el clima dentro del invernadero a un cultivo y zona climática concreta.

Asimismo, en lo referente al paso del aire, las pantallas pueden ser abiertas o ventiladas y cerradas o no ventiladas. Las abiertas presentan la ventaja de ser muy útiles en verano al permitir la evacuación del exceso de temperatura y ofrecer propiedades térmicas, reflejando gran parte de la radiación infrarroja durante la noche. Las pantallas cerradas limitan las pérdidas por convección del calor en el aire y reducen el volumen de aire que hay que calentar, con lo que el ahorro de cara a la calefacción es mayor.

La refrigeración


El gran problema de los invernaderos en la zona mediterránea aparece en los períodos cálidos, principalmente en verano.El efecto invernadero produce un recalentamiento del clima interior, pudiendo alcanzar temperaturas superiores a 50 °C, lo que es muy perjudicial tanto para el cultivo como para el personal encargado de su cuidado. En una gran cantidad de lugares es muy habitual no producir en los invernaderos durante los meses de julio y agosto debido precisamente a esta problemática.

Los métodos utilizados actualmente para refrigerar invernaderos son los siguientes:

• Ventilación, que es la técnica de refrigeración más usada en la práctica. Al renovar el aire se actúa sobre la temperatura, la humedad y el contenido en CO2 que hay en el interior del invernadero. La ventilación puede hacerse de una forma natural o forzada. Los niveles térmicos que se alcanzan son insuficientes.

• Sistemas de sombreo, también muy utilizados. Existen dos tipos: estáticos y dinámicos. En general no son muy eficaces, pues consiguen disminuir la temperatura pocos grados, dejándola a niveles todavía excesivos, aunque son muy baratos.

• Refrigeración por evaporación de agua. Consiste en distribuir en el aire un gran número de microgotas de agua líquida de tamaño próximo a 10 micrómetros. Es preciso emplear un sistema de nebulización formado por un conjunto de boquillas nebulizadoras conectadas a tuberías que cuelgan de la techumbre del invernadero. La instalación se completa con bombas, motores, inyectores, filtros y equipos de control (termostatos, reguladores de humedad, etc.), que permiten la automatización del sistema. Es un sistema caro, aunque cada vez menos, que consigue bajar la temperatura unos 10 a 15 °C.

• Pantalla evaporadora (Hidrocooling o Cooling System). Se trata de una pantalla de material poroso que se satura de agua por medio de un equipo de riego. El aire pasa a través de la pantalla porosa, absorbe humedad y baja su temperatura refrigerando el invernadero al pasar por él. Posteriormente es expulsado por unos ventiladores. Con el ‘cooling system’ la temperatura en el interior del invernadero puede reducirse hasta en 10 °C aunque lo normal es que ese descenso sea de 4-6 °C. Si la humedad ambiental del exterior es elevada, este sistema no funciona convenientemente.

• Los sistemas de refrigeración activa basados en bombas de calor (aire acondicionado) hasta ahora han sido inviables, debido a que la potencia eléctrica que demandan no puede ser suministrada con la infraestructura eléctrica de que disponen los invernaderos, en caso de que dispongan de ella. En la actualidad se encuentran en el mercado equipos de aire acondicionado a gas (propano o gas natural) con un consumo mínimo de electricidad, que sí pueden ser instalados en invernaderos, si bien sus costes tanto de instalación como de operación son elevados. Una ventaja adicional de estos equipos es que proporcionan también calefacción con una eficiencia superior a la de equipos tradicionales como calderas y generadores de aire. La refrigeración con bombas de calor puede aplicarse enfriando el aire del invernadero a través de un sistema de tuberías de agua fría. Si el invernadero cuenta con un sistema de tuberías para calefacción por agua caliente, en la mayoría de los casos podrá utilizarse para refrigeración haciendo circular agua entre 7 y 15 °C.

Existen varias posibilidades para refrigerar los invernaderos, aunque ninguna consigue por sí misma el objetivo completo y se requieren combinaciones de varias de las posibilidades comentadas anteriormente que exigen inversiones y mantenimientos muy altos. Aun así, en períodos cálidos en zonas muy soleadas, como el sur de la península, los niveles de temperatura siguen siendo elevados y castigan a los cultivos, con resultados negativos tanto en la cantidad, por no producir todo lo que deberían, como en la calidad. Esto sucede en períodos cálidos pero no extremos, en los cuales se abandona la producción. Existen hoy líneas de investigación que buscan soluciones basadas en la energía solar para satisfacer las necesidades de calefacción y refrigeración de los invernaderos.

Fertilización carbónica


Se denomina fertilización carbónica el aporte complementario de dióxido de carbono en los cultivos.

• Si el CO2 se aplica en el ambiente que rodea la planta, se trata de fertilización carbónica atmosférica.

• Si el CO2 se inyecta en el sistema de riego, se trata de fertilización carbónica en riego, aunque este sistema ha generado controversia.

Estos métodos pueden emplearse por separado o combinados, según las características del cultivo: variedad de planta, técnica de cultivo, en invernadero cerrado, campo abierto, etc. Los beneficios de la fertilización carbónica son los siguientes:

• Incrementa la producción y el rendimiento de las cosechas, alrededor de un 25 a un 30%.

• Permite adelantar la época de recolección (precocidad de los cultivos), aproximadamente un 20%.

• Mejora la calidad de frutos y flores (densidad por planta, coloración, tamaño, etc.).

• Acidifica el suelo, optimizando la asimilación de nutrientes y la actividad metabólica.

• Permite siembras tardías sin retraso de las cosechas.

• Aumenta la resistencia a plagas y enfermedades, reduciendo gastos en agroquímicos (mejora medioambiental).

• Evita incrustaciones en los goteros, reduciendo costes de mantenimiento.

• Mejora la rentabilidad y el valor añadido de los productos con una inversión mínima

• Es una forma de capturar CO2, lo que contribuye al esfuerzo de los principales países industrializados por reducir las emisiones que provocan el cambio climático en el planeta (Protocolo de Kyoto).

En los invernaderos sin aporte artificial de anhídrido carbónico, la concentración de CO2 alcanza el máximo de su concentración al final de la noche y el mínimo a las horas de máxima luz

En los invernaderos sin aporte artificial de anhídrido carbónico, la concentración de este gas es muy variable a lo largo del día: alcanza el máximo de su concentración al final de la noche y el mínimo a las horas de máxima luz, que coinciden con el mediodía. Los niveles aconsejados de CO2 dependen de la especie o variedad cultivada, de la radiación solar, de la ventilación, de la temperatura y de la humedad. Respecto a la luminosidad y humedad, cada especie vegetal tiene un óptimo distinto. La fertilización con CO2 es todavía una tecnología incipiente, por lo que es preciso realizar una exhaustiva investigación en este sentido, ya que se prevé un gran potencial en los próximos años.

Iluminación artificial


En ciertas ocasiones es beneficioso aplicar iluminación artificial o simplemente regular la iluminación natural en el interior del invernadero con las siguientes finalidades:

• Forzar una mayor eficiencia en la fotosíntesis, durante los meses invernales. La iluminación otoño-invernal supletoria ayuda a incrementar los rendimientos productivos en la mayor parte de las especies hortícolas y en numerosas ornamentales.

• Aumentar la duración del día, en plantas de día largo que no florecerían de otra manera, durante el otoño-invierno.

• Romper la continuidad de las horas oscuras en plantas ornamentales en aquellos períodos de día corto, con la finalidad de ayudar al crecimiento vegetativo en una época en que se vería favorecida la floración sin que las plantas tuvieran el adecuado tamaño, o bien para provocar la floración en plantas de día largo en épocas de poca iluminación.

• Disminuir la intensidad luminosa en siembras estivales de hortalizas.

• Disminuir la duración del período iluminado, con el fin de que plantas de día corto puedan florecer en épocas en que la duración de las horas de luz es demasiado elevada. Sin embargo, no todas las fuentes de luz artificial presentan la misma eficiencia en cuanto a calidad de la luz emitida. Esto se debe a que la luz (nombre coloquial con el que se define la zona el espectro electromagnético perceptible por el ojo humano) se clasifica según su longitud de onda. Ciertas longitudes de onda son las que mejor aprovechan las plantas para realizar sus funciones vitales, principalmente las correspondientes al azul y al rojo, mientras que otras apenas tienen efectos. Por lo tanto, si se utiliza iluminación artificial, tiene que suministrarse con lámparas que proporcionen las longitudes de onda adecuadas. Además de la luz visible, también tienen cierta influencia sobre el desarrollo de las plantas la radiación infrarroja próxima y la ultravioleta. Los principales sistemas de iluminación artificial son los siguientes:

• Lámparas incandescentes: son las bombillas tradicionales. Producen luz visible e infrarroja. Desprenden mucho calor y consumen gran cantidad de electricidad, por lo que su rendimiento luminoso es muy bajo. Además pueden quemar las plantas si se sitúan demasiado cerca. Es el sistema más barato, pero poco recomendable. Se emplean en la práctica para interrumpir el fotoperíodo.

• Lámparas de vapor de mercurio (MV): producen luz (blanca, azul y verde). Se utilizan durante el período de crecimiento de las plantas por su alta emisión en la zona azul del espectro, pero son pobres en la zona roja, por lo que no se favorecerá la floración. Son muy eficientes en el consumo de electricidad.

• Lámparas mixtas (incandescentes y de vapor de mercurio): de esta manera se consiguen las radiaciones rojas necesarias para la estimulación de la floración de las plantas de interior. El problema es que su uso tiene un coste elevado.

• Fluorescentes: producen luz (principalmente azul y roja, aunque depende mucho del tipo). Se recomiendan especialmente durante las primeras etapas de las plantas. Son bastante económicas, tienen un elevado rendimiento luminoso y no emiten demasiado calor. El principal problema es que ocupan mucho espacio.

• Lámparas de halogenuros metálicos (MH): producen una luz blanca, ligeramente azulada, muy apropiada para la germinación, el enraizamiento de esquejes y el crecimiento vegetativo. Son más baratas que las lámparas de mercurio, pero tienen menor rendimiento.

• Lámparas de vapor de sodio a alta presión (HPS): producen luz (amarilla y anarajanda). Sin duda son las mejores, puesto que emiten más luz y menos calor. Proporcionan todo el espectro de luz necesario para el crecimiento y la floración de las plantas de interior. Son muy eficientes en el consumo de electricidad y su precio es razonable.

• El desarrollo de los LED (Light-Emitting Diodes), que presentan una mayor eficiencia de emisión de luz por energía consumida que las fuentes convencionales, con espectros de emisión monocromáticos y cuyo precio está bajando considerablemente, puede suponer un salto tecnológico en los próximos años.

Hasta ahora el uso de la iluminación artificial sólo ha demostrado su rentabilidad para cultivos ornamentales de alto valor añadido en condiciones donde la luz natural no es suficiente, ya que con el actual coste energético el consumo eléctrico no compensa el acortamiento de los ciclos de cultivo observados. No es previsible que se extienda a los cultivos hortícolas a corto plazo.

Fertirrigación


Con la fertirrigación se pretende optimizar el uso del agua y los fertilizantes, en parte para reducir costes de cultivo, pero sobre todo para evitar la contaminación de suelos y aguas por fertilizantes, así como para minimizar el problema acuciante que para la agricultura intensiva del sur y levante peninsular supone la escasez de agua. Son dos de las tendencias actuales que están adquiriendo más relevancia:

• La fabricación de abonos líquidos para fertirrigación: formulaciones específicas para un cultivo y estado fenológico o incluso para un agricultor en particular, de gran riqueza y a elevada concentración. Facilita el trabajo al agricultor, ya que puede disponer de las soluciones fertilizantes preparadas de fábrica, con lo que no tiene que preocuparse de llenar tanques, hacer cálculos, almacenar importantes cantidades de fertilizantes solubles, etc.

• La recirculación de drenajes en cultivo sin suelo: técnica que permite la recuperación de los drenajes producidos por la vegetación, para su reutilización sobre el propio cultivo. Supone un gran ahorro de agua y de fertilizantes (aproximadamente entre el 40 y 50% de elementos fertilizantes), y se evita que éstos vayan a parar a acuíferos, con el consiguiente peligro de contaminación de los mismos, ya que, si se recircula el agua drenada, es un momento muy crítico y delicado proceder a su tratamiento para evitar la difusión de enfermedades.

Sistemas biológicos auxiliares

El valor potencial de los abejorros como insectos polinizadores en la agricultura ha sido reconocido desde hace mucho tiempo por diversos autores, quienes también han resaltado que la explotación de este potencial debería basarse no sólo en la propagación de poblaciones naturales (por ejemplo, a través de la mejora del hábitat o mediante la introducción de cajas artificiales de cría), sino también en su domesticación. Los intentos de domesticación tienen una larga historia, pero no fue hasta la década de los años setenta cuando se convirtió en un hecho. Sin embargo, una vez conseguido, no fue hasta 1985 cuando se encontró el valor del abejorro para la polinización de invernaderos de tomates en Bélgica. Hasta ese momento, las flores de tomate en invernaderos belgas y holandeses se polinizaban mecánicamente, haciendo vibrar las plantas tres veces por semana (con un coste económico de 10.000 euros por hectárea al año), y en otros países se utilizaba este mismo mecanismo u hormonas, en una frecuencia comparable.

Desde el inicio de la cría comercial, en 1987, se produce un millón de colmenas anuales de cinco especies de abejorros; las más importantes son ‘Bombus terrestris’ procedente de Eurasia, y ‘Bombus impatiens’. El uso de abejorros como polinizadores se ha extendido a todo tipo de cultivos hortícolas y frutales con características florales atractivas para estos insectos. Las abejas también pueden polinizar casi los mismos cultivos, pero a menudo son menos eficientes que los abejorros. Aun así, dicha elección depende, en ocasiones, de los costes locales y de las condiciones climáticas. Tanto en invernadero como en campo abierto, las colmenas de abejorros pueden manejarse con más facilidad que las colmenas de abejas y, además, son preferibles cuando la temperatura y/o la intensidad luminosa son bajas. Normalmente las abejas no forrajean cuando la temperatura del aire es menor de 16 °C, mientras que los abejorros continúan activos a temperaturas por debajo de 10 °C. Los abejorros dejan de forrajear cuando la temperatura supera los 32 °C (para el caso de B. terrestris), porque, aunque pueden volar rápidamente a temperaturas de 35 °C, se quedan en el nido para ventilar a la cría y evitar que muera por exceso de calor. Por otra parte, una lengua más larga y un cuerpo más grande, a diferencia de la abeja melífera, permiten que el abejorro sea mejor polinizador de flores con corolas profundas, ya que, con sólo una única visita a la flor, deja el suficiente polen para realizar una polinización exitosa. Además, su capacidad de hacer vibrar los estambres de las flores, algo imposible para las abejas melíferas, le permite ser un buen polinizador para las flores con morfología similar a la del tomate. Hasta el momento, el uso de abejorros en los cultivos hortofrutícolas españoles está extendido a las superficies invernadas del levante andaluz, Murcia y Granada, principalmente. Sin embargo, aunque cultivos como el tomate, pimiento y berenjena, de alto valor económico, ya son polinizados por estos insectos, existen otros —es el caso de la fresa y el calabacín—, que son un claro reto para los próximos años.



El valor potencial de los abejorros como insectos polinizadores en la agricultura ha sido reconocido desde hace mucho tiempo por diversos autores.

El control integrado de plagas, con el control biológico como principal componente, es especialmente necesario en las hortalizas bajo plástico, ya que se trata de productos de consumo en fresco

Producción integrada


El control integrado de plagas, con el control biológico como principal componente, es especialmente necesario en las hortalizas bajo plástico, ya que se trata de productos de consumo en fresco, por lo que los residuos pueden llegar más directamente al consumidor. Además la horticultura mediterránea es un sistema de producción muy in tensivo, con un elevado consumo de fitosanitarios, y las zonas hortícolas muchas veces se encuentran concentradas en zonas periurbanas.

Por otro lado, la resistencia de las principales plagas a las materias activas ha conducido a un uso descontrolado de los productos fitosanitarios y al aumento de residuos en ellos, con la consiguiente pérdida de confianza de los clientes en otros países europeos y también de los nacionales. Por ello el mercado se ha vuelto muy estricto con respecto a los residuos, exigiendo incluso en ocasiones límites más bajos que los que marca la legislación. El establecimiento del control biológico a gran escala en Almería ha recuperado esa confianza y ya no hay vuelta atrás hacia métodos químicos convencionales.

Este cambio de tendencia ha permitido la emergencia de empresas locales con producción de abejorros y enemigos naturales, lo cual técnicamente dará un gran impulso al desarrollo de los sistemas de control biológico en general e incentivará la investigación y desarrollo de fauna auxiliar autóctona. Se espera, por ejemplo, que en los próximos años en los invernaderos de la provincia de Almería se realicen más sueltas de enemigos naturales que en los cultivos hortícolas de todo el resto de Europa.

Una de las tareas pendientes es continuar desarrollando especies autóctonas que estén mejor adaptadas a las condiciones locales. Al inicio, la mayoría de especies seleccionadas para el control biológico en cultivos protegidos estaban adaptadas a las condiciones de países centroeuropeos. Sin embargo, a partir del año 2001 se desarrolló la cría comercial de especies autóctonas, mejor adaptadas a las condiciones locales. Algunos de los ejemplos más relevantes son el parasitoide ‘Eretmocerus mundus’ y el depredador ‘Nesidiocoris tenuis’. Ambas especies han contribuido significativamente al éxito del control biológico y se están utilizando en los cultivos protegidos del sureste español e Islas Canarias.

En general, el control biológico está funcionando con éxito, pero todavía queda mucho trabajo por realizar. Es en pimiento donde mejor manejo se hace de los enemigos naturales, siendo los lepidópteros el mayor problema. En tomate el control de araña roja y vasates es el mayor problema, aunque se espera, para las campañas siguientes, un aumento en el uso de auxiliares. En el cultivo de berenjena el control biológico está en aumento, existiendo variaciones en el control de trips y mosca blanca. En pepino se ha registrado un buen control de mosca blanca y trips mediante sueltas de ‘Amblyseius swirskii’. En calabacín los resultados también son satisfactorios, permitiendo el uso de polinizadores, que hasta ahora había sido dificultado por el uso de hormonas fitorreguladoras para la polinización. En cultivos de ciclo corto, como el melón y la sandía, el mayor problema es el pulgón que se controla bien con fauna auxiliar.

Otras incertidumbres que habrá que aclarar son, por ejemplo, la posible aparición de nuevas plagas secundarias asociadas a la reducción de tratamientos fitosanitarios. Además, todavía quedan algunas plagas para las que no se dispone de soluciones biológicas. Por ejemplo, los noctuidos y plagas exóticas recientes como ‘Tuta absoluta’. Recientemente, se ha desarrollado un nuevo depredador autóctono, ‘Nabis pseudoferus ibericus’, que ha dado excelentes resultados como agente de control de estas plagas.

Claves en fertirriego: Identificación de factores que aumentan la eficiencia de nutrientes



La amplia experiencia de Israel en fertirrigación está fundamentada en procesos de I+D de equipos y productos a lo largo de 40 años. En este periodo, no sólo han logrado dominar el desierto, sino compartido su experiencia y capacidad de trabajo para adaptar estas tecnologías en otros países — España, Turquía, México e incluso en China e India.

Las tecnologías desarrolladas por Amiad, Dan Sprinklers, Dead Sea, Eldar–Gal, Haifa, NaanDan, Netafim, Queen Gil, Rex, entre otras, han generado una verdadera transformación de los sistemas de producción, que quizás los mismos investigadores en Israel no habían imaginado décadas atrás, cuando realizaban las primeras pruebas de sus equipos. De hecho, en Israel existen aproximadamente 300 hectáreas de invernaderos dedicados a la validación de estas tecnologías, en estrecha colaboración con universidades y centros de investigación.



Automatización y disponibilidad

Actualmente, con el avance de los nuevos sistemas de agricultura protegida, los equipos de fertirriego son cada vez más sofisticados y completamente automatizados. Lo mismo ocurre con la disponibilidad de nutrientes, cuyas fórmulas se han tenido que adaptar a los cambios.

Sin embargo, aunque la mayoría de invernaderos cuenta con control automático de fertirriego y clima, y en campo abierto se instalan cada vez más sistemas de goteo, algunos productores no logran identificar las verdaderas ventajas de este sistema, que aporta los nutrientes de una manera localizada y mas eficiente.

Por lo anterior, hemos elaborado una breve revisión de los factores que deben ser tomados en cuenta para evaluar las aplicaciones de los sistemas de fertirrigación y aprovechar todas las ventajas.

Como podrá verse en el cuadro adjunto, la solubilidad y la eficiencia de los nutrientes, dependen de varios factores que deben ser corregidos para evitar una mala operación.

Ventajas del fertirriego

En fertirriego, los nutrientes son aplicados en forma exacta y uniforme, sólo al volumen radicular humedecido, donde están concentradas las raíces activas. El control preciso de la tasa de aplicación de nutrientes optimiza la fertilización, reduciendo el potencial de contaminación del agua subterránea causado por el lixiviado de fertilizantes.

Bajo riego por goteo, sólo el 20% del suelo es humedecido por los goteros, y si los fertilizantes son aplicados al suelo separadamente del agua, los beneficios del riego no se verán expresados en el cultivo.

La entrega directa de fertilizantes a través del sistema de riego exige el uso de fertilizantes solubles y sistemas de bombas e inyectores para introducir la solución nutritiva en el sistema de riego.

Entre los fertilizantes altamente solubles apropiados para su uso en fertirriego destacan: nitrato de amonio, cloruro de potasio, nitrato de potasio, urea, monofosfato de amonio, monofosfato de potasio, etc.

En sistemas intensivos, la solución nutritiva debe incluir calcio, magnesio y micronutrientes (Fe, Zn, Mn, Cu, B, Mo). El hierro debe ser suministrado como quelato, porque las sales de hierro (sulfato de hierro), son muy inestables en solución y el hierro precipita fácilmente. En caso de aguas duras, se debe tomar en cuenta el contenido de calcio y magnesio en el agua de riego.

¿Simples o compuestos?

• Fertilizantes simples: Los agricultores pueden preparar sus soluciones madre nutritivas disolviendo y mezclando dichos fertilizantes simples, obteniendo así formulaciones con distintas concentraciones y relaciones N:P:K, según las necesidades nutricionales de cada cultivo y etapa fisiológica.

Soluciones NK, PK y NPK cristalinas con contenido de por lo menos 9-10% de nutrientes (N, P2O5, K2O) en base a urea, ácido fosfórico y cloruro de potasio (KCl), pueden ser preparadas fácilmente en el campo.

La solubilidad de los fertilizantes aumenta con la temperatura. Con una temperatura del agua de 10ºC, las solubilidades de KCl, KNO3 y K2SO4 y son 31, 21 y 9 g/100 g H2O respectivamente, mientras que a una temperatura de 20ºC las solubilidades aumentan a 34, 31 y 11 g/100 g H2O, respectivamente.
• Fertilizantes compuestos. Los fertilizantes sólidos compuestos y las soluciones fertilizantes líquidas compuestas, son mezclas multinutriente ya preparadas, producidas especialmente para su uso en fertirriego. Se presentan en una amplia gama de relaciones N:P:K, con o sin micronutrientes.

El nitrógeno está en forma de nitrato y de amonio en una relación adecuada, y el potasio es en base a KCl ó KNO3/K2SO4.

Un fertilizante sólido compuesto NPK 20-20-20 puede ser aplicado en las primeras etapas de un cultivo de tomate o melón, y luego, en la etapa reproductiva — cuando la planta necesita menos fósforo y más potasio — cambiar a un fertilizante 14-7-21.

Cuestión de compatibilidad

La mezcla entre fertilizantes no compatibles y la interacción de los fertilizantes con el agua de riego, especialmente si se trata con aguas duras y/o alcalinas, puede ocasionar la formación de precipitados en el tanque de fertilización y la obturación de goteros y filtros.

Esto puede evitarse con la elección correcta de fertilizantes y un manejo adecuado. El nitrato de calcio no puede ser mezclado con ningún fertilizante fosforado o sulfatado porque se forma un precipitado de sulfato o fosfato de calcio; cuando se mezcla sulfato de magnesio con fosfato de amonio forma un precipitado de fosfato magnésico.

El uso de dos tanques de fertilización permite separar a los fertilizantes que interactúan,  separando los fertilizantes con calcio, magnesio y microelementos, de los fertilizantes con fósforo y sulfato, evitando así la formación de precipitados.

Se recomienda el uso de fertilizantes de reacción ácida o la inyección periódica de ácido en el sistema de fertirriego para disolver precipitados y destapar los goteros.

La inyección de ácido en el sistema de riego remueve también bacterias y algas. Luego de inyectar ácido, el sistema de riego y de inyección deberá ser cuidadosamente lavado.

Fertirriego en invernaderos: Un sistema económico






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Los productores hortícolas mexicanos demandan equipos de fertirriego más económicos. Un sistema diseñado por profesionales de la Universidad Autónoma de Chapingo viene a reemplazar a los métodos ya existentes y su principal gracia es su precio, un 70% menor que los sistemas tradicionales.

México se está llenando de invernaderos. La superficie bajo plástico ha aumentado vertiginosamente en los últimos quince años. En 1990 existían sólo 50 hectáreas de invernaderos, en 1999 la cifra llegaba a 600 ha, en 2001 eran 950 ha, en 2004 la suma alcanzaba las 2.200 ha y hoy llegan a 3.000 ha. Los horticultores mexicanos demandan equipos de fertirriego más económicos que los tradicionales Dosatron y Venturi. Ante esta necesidad, el doctor Federico Hahn y Francisco Pérez, expertos de la Universidad Autónoma de Chapingo, México, idearon un sistema económico de fertirriego, que fue presentado en el VII Congreso Latinoamericano y del Caribe de Ingeniería Agrícola, evento organizado por la Facultad de Ingeniería Civil Agrícola de la Universidad de Concepción, que se desarrolló entre el 9 y 12 de mayo en Chillán.
 

Así funciona el sistema

¿Quién controla?: Un programador lógico programable (PLC) controla la frecuencia de riego, la dosificación y la inyección de los fertilizantes, a través de las señales recibidas de los diferentes sensores y de la propia programación.

Activación del sistema: Al enviar la señal de activación al PLC, durante el primer minuto los motores de agitación (a, b y c) de los estanques de fertilización iniciarán la homogeneización de la mezcla. A los 30 segundos se activa la bomba de riego. Cuando la presión en el sistema se estabilice después de prender la bomba de riego (10 segundos), se envía la señal de apertura a las válvulas de la unidad que corresponda fertirrigar (1, 2, 3 o 4). Se cuentan con 12 entradas y 12 salidas individuales.

Se activan las válvulas…: Tras un retraso de 20 segundos respecto a la marcha de la bomba de riego, se activarán las válvulas de dosificación (a, b y c). Éstas operarán hasta que la tubería de dosificación se llene en 10 segundos, lo que será detectado por un sensor de nivel que desactivará las válvulas. La señal del sensor de nivel, será adquirida por el PLC y cerrará la válvula B. Al mismo tiempo se abrirán las válvulas C y D.  La solución fertilizante en el tubo es desplazada en cinco segundos.

Image Tras esta temporización, se cierra la válvula C y se abre la A, desviando de esta manera el caudal de riego de regreso a la cisterna. Mientras tanto, el agua que está en el tubo de dosificación descenderá por gravedad, ya que está por encima del nivel de descarga de los goteros en un tiempo aproximado de 8 segundos.

Un sensor de presión instalado en la base de la válvula D indicará cuándo el tubo de dosificación está descargado, cerrándose D. Se manda la señal al PLC y tras un retraso de 2 segundos, se abre B y se cierra A, al mismo tiempo. Este ciclo, tiene una duración aproximada de 25 segundos y se repite el número de veces que sea necesario de acuerdo al requerimiento nutricional del cultivo. En cada ciclo, se incorpora a la línea de riego 2,5 l de la solución fertilizante. En cada riego, se deben incorporar aproximadamente 40 litros de la solución nutritiva de los estanques al sistema de riego. Esto se consigue en 16 ciclos (6 minutos y 40 segundos), 30 segundos de post-riego, dan un total de 8 minutos por evento de riego.

Monitoreo: Durante el fertirriego, se monitorea el comportamiento del pH y la conductividad eléctrica. Cuando alguno de estos parámetros excede los límites permitidos, se emite una alarma para interrumpir el riego hasta corregir el problema. El ajuste de precisión del fertilizante que debe inyectarse se realizo utilizando dos métodos: temporización y uso de un flotador.


El sistema en terreno

En uno de los ensayos, los especialistas aplicaron fertilizante a los estanques, les agregaron agua y la mezcla fue agitada a 100 rpm. Los tres estanques se prepararon al mismo tiempo, pero el material pesado y el que estaba en el fondo ya no se mezclaba bien. Para recircular el producto y obtener una disolución más rápida los expertos optaron por utilizar tres bombas, cuyo valor es inferior al de los solenoides. Así, el material ya no quedaba suspendido en el fondo del estanque y las piedras se rompían más fácilmente.

La exactitud del sistema depende de que el tubo de 2,5 l sea llenado en forma precisa. Si se necesita dosificar 12 l de fertilizante se requerirá de cuatro pulsos completos de 2.5 l y uno de 2 l. Después del primer pulso que llena el tubo se activa el detector de nivel y se cierra la electroválvula que permite el paso de fertilizante por gravedad. Al abrir la electroválvula C y la válvula motorizada D se cierra la electroválvula B para permitir que el agua empuje al fertilizante a la línea. El tiempo que circula el agua es controlado por un temporizador, que cierra la válvula C y abre la válvula A por 5 segundos, evitando que la bomba se encienda y apague continuamente.

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Los especialistas notaron que si la válvula motorizada se cerraba quedaba llena de agua y la cantidad de fertilizante que podía agregarse no era de 2,5 l. Por ello optaron por dejar abierta la válvula motorizada hasta vaciar el tubo completamente por gravedad. En un principio usaron una electroválvula, pero carecía de la presión suficiente para su buena operación y, se vieron en la necesidad de emplear una válvula que se abriera totalmente para asegurar la descarga del tubo. Ésta se construyó con un motor de 24 V CD que puede girar en cualquier sentido a fin de  abrir y cerrar la válvula.

Una vez terminada esa operación se vuelve a generar el siguiente pulso hasta su fin. El sensor de conductividad eléctrica permite estar visualizar si realmente se aplican bien los pulsos. Sin embargo, no permite controlar el sistema desde la entrada al invernadero, porque el llenado del tubo y la transferencia del fertilizante a la línea de riego en el invernadero, se dan en tiempos diferentes.

Sin embargo, en este ensayo falta llenar el tubo en el último intento a 2 l. Para lograrlo, se optó primero por temporizar la cantidad introducida al tubo, incluido por temporización. La relación para llenar el tubo con uno y dos litros no es lineal (ver cuadro) y allí se puede apreciar que, al reducir la altura a 0,3 m aumenta el tiempo de llenado del tubo a 2 l. En cambio, si la altura aumenta de 1 m, el tiempo de llenado disminuye. Si se puede mantener el estanque con la concentración de la mitad hacia arriba se puede garantizar una buena dosificación por tiempo. El tiempo es proporcional y es el doble para 2 l que para 1 l. Los especialistas emplearon un sensor de nivel que indica cuándo se llega a los 2 l. El sistema es más complejo ya que requiere de un flotador que transmite continuamente la señal al PLC para que éste cierre las válvulas en el momento adecuado.

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El valor óptimo del pH de la solución de riego es entre 6 y 6,5 y el pH de la solución lixiviada debe ser menor a 8,5. El pH del agua de riego se ajusta mediante la inyección de ácido. La zona radicular alcanza valores que provocan la precipitación de fósforo y menor disponibilidad de micro nutrientes cuando el pH del agua lixiviada es más alcalino que 8,5. El ajuste se realiza a través de la relación NH4/NO3 de la solución de riego: si el pH se vuelve demasiado alcalino, se debe aumentar la proporción de NH4 con respecto al NO3 en la solución nutritiva y viceversa. El porcentaje de amonio no debe superar el 20% del total del nitrógeno aportado.

Ventajas: Este equipo es más económico que los Venturi porque no requiere de una bomba grande de succión. Además, cuando se trabaja con más invernaderos es preciso modificar la bomba del Venturi, situación que no ocurre con este sistema. A pesar de tener varios sensores, éstos son económicos y minimizan el costo del equipo.

¿El costo?: El sistema está siendo patentado y su valor comercial se acercará a los US$3.900, un 70% más económico que los sistemas tradicionales.


Artículo publicado en revista Chileriego Edición Nº 26.

Origen de los Invernaderos

Los invernaderos agrícolas fueron inventados en el año 1998 mediante la investigación sobre la ingeniería de los invernaderos, sus diseños, construcción y equipamientos necesarios para el desarrollo de cultivos. La producción de cultivos en los invernaderos agrícolas es la técnica más usada actualmente por los productores agrícolas. Este sistema cuenta con la ventaja de establecer una valla de separación entre  el cultivo y el ambiente externo. Esto permite proteger al cultivo de posibles lluvias, fuertes vientos, animales plagas y enfermedades. También facilita un mayor y más eficiente control sobre la temperatura de las plantas la cantidad de luz requerida. invernaderos-agricolas-fotos
Los  invernaderos agrícolas cuentan con un sistema de fertilización automática, un sistema de riego automatizado, e instalaciones de calefacción y refrigeración para poder mantener los cultivos de forma adecuada, sin embargo el productor debe estar pendiente de que se mantenga un clima ideal ya que cualquier extremo, ya sea mucho frío o mucho calor, puede arruinar todo el cultivo. El tipo de tecnología con la que se construyen los invernaderos agrícolas fue desarrollada para climas extremos. En una región donde son comunes las nevadas los techos están diseñados y preparados para soportar pesadas cargas por la acumulación de nieve, mientras que en climas mas calidos permiten al máximo la penetración de la radiación solar y la conservación del calor dentro de él.invernaderos-agricolas-invernadero

Los elementos que se investigaron para el montaje de estos invernaderos son los factores que influyen en la producción del cultivo, por ejemplo, la temperatura, la humedad, el agua, la luz los nutrientes etc. Para esto se utilizan modelos de producción de cultivos que trabajen bajo la influencia de las variables en los procesos fisiológicos de una planta tales como la fotosíntesis, la respiración, etc, y en el crecimiento y desarrollo de la planta se pueden lograr aumentos en la producción de frutos y su calidad. Este modelo presenta los niveles precisos de las variables de la planta durante su desarrollo y se transfiere al sistema de control en el invernadero agrícola para que permita una mejor administración en el crecimiento del cultivo.

Producción en los invernaderos agrícolas

Un factor importante de la producción en un invernadero agrícola es la generación de trabajos fijos a diferencia de los cultivos del campo. Esto se debe a que en los campos los cultivos de hacen en fases y por época lo que genera que los trabajadores de la tierra trabajen por temporadas. Los invernaderos necesitan trabajo de obra constante por las diferentes actividades que hay que hacer en su interior. Más o menos se estima que cada 3000 metros cuadrados se necesitan 6 personas que trabajen de manera fija y al menos15 de forma indirecta es por eso que los invernaderos agrícolas son vistos como un factor para el desarrollo de zonas rurales marginadas.

Sin embargo, un sistema automatizado ahorra la mano de obra que se necesita para el riego y esto evita errores humanos aumentando la producción en un 75%. Por ejemplo en México se produjeron 1.5 millones de toneladas de jitomate en una superficie de 2.000 hectáreas, mientras que en holanda se obtuvo la misma cantidad pero en 2.000 hectáreas. En España hicieron un experimento de producción de pimientos de color en un invernadero agrícola automatizado y otro manual. El invernadero climatizado automáticamente no solo tuvo una superioridad en la cantidad de pimientos producida, sino que también tuvo una mayor precocidad. Este experimento demuestra que la idea de introducir sistemas automatizados en los invernaderos agrícolas en mucho mas eficiente que en uno manual.
La mayoría de los ingenieros que se especializan en las construcciones y funcionamientos en los sistemas de los invernaderos agrícolas se concentran en Europa, por lo que la inversión en estos emprendimientos es muy grande en países de Latinoamérica, pero por otra parte es muy probable que el dinero invertido se recupere debido a la escasez de invernaderos agrícolas automatizados en estas regiones. Más o menos 1 metro cuadrado de construcción cuesta unos 200 dólares si es holandés, 100 dólares si la construcción es canadiense y todo el equipamiento requerido con su instalación incluida cuesta aproximadamente 50 dólares.